Проверочный расчет элементов вертикальной роликоправильной машины ЦПШБ ОАО «ЕВРАЗ НТМК»

Рис. 14. Эпюра «»

 

(23)

где – момент сопротивления поперечного сечения бочки валка на изгиб.

 

 

Шейка валка:

	(24)
	(25)

где и – длина и диаметр шейки;

 – крутящий момент, прикладываемый к валку (шейке)  со стороны привода.

Результирующее  напряжение определяем по формуле для  стальных валков по 4й теории прочности:

(26)

 

 

 

 

4. Расчет на прочность пары нажимного устройства

Резьба нажимного  винта и гайки – упорная одноходовая. Профиль резьбы трапецеидальный, как более прочный.

Диаметр нажимного  винта определяют в зависимости  от усилия, действующего на него при  правке. Так как нажимное устройство воспринимает усилие только от движущейся балки, то это усилие будет равно  половине максимального:

– диаметр винта.	(27)
	(28)

где – внутренний диаметр винта,

  – шаг резьбы.

 

 

Средний диаметр:

(29)

 

Размеры гайки:

Определяем  напряжение сжатия в сечении нижнего опорного конца винта, имеющего наименьший диаметр

(33)

 

Определяем  напряжение кручения в теле винта:

(34)

где – крутящий момент, действующий на винт.

(35)

где – диаметр пяты нажимного винта;

 – коэффициент трения  в пяте 0,1;

 – угол подъема резьбы  3,18˚;

 – угол трения в резьбе 5,40˚;

 

 

Суммарное напряжение в теле винта:

(36)

 

Материал винта сталь 40Х. .

Определяем  запас прочности:

(37)

 

 

Гайка изготовлена  из бронзы Бр–АЖ9–4Л, ,

Определяем  напряжение смятия между витками  винта и гайки:

(38)

где – количество витков резьбы гайки.

(39)

 

 

 

Определяем  напряжение смятия по площади соприкосновения  гайки со станиной:

(40)

где – диаметр гайки;

 – диаметр резьбы  гайки.

 

 

Напряжение  изгиба в резьбе:

(41)

где – ширина витка резьбы у основания.

 

 

Напряжение  среза в резьбе:

(42)

 

Коэффициенты  запаса прочности:

	(43)
	(44)

 

5. Расчет подшипника на долговечность

Долговечность подшипника определяется по формуле:

(45)

где – частота вращения;

(46)

где – частота вращения двигателя;

  – передаточное число редуктора.

 

(47)

 

 

 – коэффициент грузоподъемности;

 

 

 

 

3. ХАРАКТЕРИСТИКА, ТЕХНИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ВЕРТИКАЛЬНОЙ РОЛИКОПРАВИЛЬНОЙ МАШИНЫ

1. Техническая характеристика

Скорость правки, м/с	0,8–2,5
Диаметр рабочих  роликов, мм	1200
Шаг рабочих роликов, мм
максимальный	4000
минимальный	2000
Регулировка рабочих  валков, мм	900
Диаметр входных  роликов, мм	500
Радиальная регулировка, мм	60

 

2. Техническое описание

Вертикальная  роликоправильная машина состоит из следующих узлов: станины, вертикальных рабочих роликов, главного привода, вертикальных роликов, механизмов настройки вертикальных роликов подвижного ряда, привода входных роликов, механизмов настройки входных роликов.

Станина –  сварной конструкции состоит  из трех частей, которые скрепляются  болтами.

Станина имеет  четыре цилиндрических расточки для  установки стационарного ряда вертикальных роликов и четыре прямоугольных  паза для установки подвижного ряда роликов. Вертикальный рабочий ролик  представляет собой кованый вал, на консольный верхний конец которого насаживается конусная втулка со сменными бандажами.

Вал установлен в двух сферических роликоподшипниках. Для восприятия осевых усилий на нижнем конце вала установлены два конических роликоподшипника.

Главный привод состоит из восьми редукторов для  индивидуального привода каждого  ролика через карданное соединение.

Механизм настройки  каждого ролика подвижного ряда представляет собой винтовой механизм с червячным  редуктором.

Входные ролики состоят из стального литого корпуса, в расточках которого на бронзовых  втулках установлен эксцентриковый стакан с входным роликом.

Для настройки  входного ролика по высоте имеется  циллиндро-червячный привод, который крепится к корпусу входного ролика.

На консольный конусный конец входного ролика одевается  бандаж. Вращение входного ролика осуществляется отдельным приводом через карданную  передачу.

 

4. ЭКСПЛУАТАЦИЯ, ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ, РЕМОНТ И СМАЗКА РПМ.

1. Электрооборудование

Главный привод

Электродвигатель  постоянного параллельного возбуждения типа Д – 808, 37 кВт, 440 В, 575 об/мин, GD_я² = 8 крм² , ПВ = 100%, продуваемый, штук – 5.

Привод  механизма настройки рабочих  валков

Электродвигатель переменного тока с коротко – замкнутым ротором типа МТКН 112-6, 4,5 кВт, 380 В, 880 об/мин, 40% ПВ, штук – 4.

Тормоз  колодочного типа ТКП – 200, с шунтовым электромагнитом МП 201, 25% ПВ, штук – 4.

Выключатель конечного типа ВПК – 3312, штук – 8.

Привод  перестановки направляющих роликов

Электродвигатель  переменного тока с коротко – замкнутым ротором типа МКТЕ 011-6, 1,4 кВт, 380 В, 860 об/мин, 40% ПВ, штук – 4.

Привод  осевой настройки валков.

Электродвигатель  переменного тока с коротко – замкнутым ротором типа АОг 32-6, 2,2 кВт, 380 В, 950 об/мин, 100% ПВ, форма исполнения: М 302, М 303, штук – 4.

Выключатель конечного типа ВПК – 3312, штук – 16.

Привод  рольганга.

Электродвигатель  переменного тока типа АРФ 74-16, 4,5 кВт, 380 В, 330 об/мин, 100% ПВ, штук – 5.

 

2. Эксплуатация

Чтобы используемые механизмы работали дольше без поломок  необходимо выполнять ряд требований, применимых ко всем механизмам:

Знать правила  эксплуатации используемого оборудования и добросовестно выполнять их.

Выполнять работу в соответствии с технологическими инструкциями.

Технические требования:

На сборке произвести контрольную пристыковку  всех сопрягаемых сборочных единиц и деталей;

Сборку  сортоправильной машины произвести совместно с электрооборудованием;

Рабочие поверхности  планок пришабрить по направляющим на монтаже;

Отверстия под шплинт 10×120 в детали – шплинт 10 × 125 ГОСТ 397-66;

Произвести  испытания согласно требованиям  сборочных чертежей;

Отправка  заказчику по усмотрению ОГТ;

Втулки  для бандажей;

Скоба для  перевалки валков;

Покрытие  – Эм ПФ – 115, фисташковый IV.H, кроме:

а) проводки – Эм ПФ – 115 – желтый IV.Н;

б) буквы марки УЗТМ – Эм ПФ – 133 – оранжевый IV.H;

в) бандажи, ролики, борта рольганга – Эм ПФ – 133 – черный IV.H;

г) все опасные в отношении травматизма элементы, люки изнутри, поверхности, к которым они прилегают, торцевые шайбы бандажей, шпиндельные соединения – Эм ПФ – 133 – красный IV.H.

 

3. Смазка

Смазка всего оборудования происходит централизованным способом: подача смазки через саги (САГ – 500) с давлением в магистралях и, затем, дозированная подача смазки с помощью питателя. Питатель состоит из корпуса, реверсивного золотника с рукояткой для переключения его из одного крайнего положения в другое, поршней с индикаторами, корпусов индикаторов с пробками для регулирования величины хода поршней, а также зажимных деталей для присоединения трубок, подводящих смазку к обслуживаемым от питателя точкам, и пресс – масленки.

Основные  виды смазки: жидкая и густая. Жидкая смазка применяется на гидравлике – сорт И – 40, для редукторов и части другого оборудования – сорт ПС – 28, для смазки баббитовых подшипников прокатных двигателей – сорт ТП – 28. Густая смазка применяется для узлов трения без уплотнений или с такими уплотнениями, которые не в состоянии длительно удерживать на поверхностях трения жидкую смазку – сорт Тагил – 2, производимый на Пермском нефтеперерабатывающем комбинате.

В цеха маслоподвала, один из которых расположен около  методических печей, а второй около  чистовой клети стана "650". В  каждом из них смонтированы 2 системы: жидкой и густой смазки. Жидкая смазка во втором маслоподвале делится на системы ЖЗ, Ж4, Ж5, Ж8, каждая из которых мажет свои узлы, оборудование.

Данные  о способе смазки и наименовании смазываемых сборочных единиц приведены  в табл. 3

Таблица 3

№	Наименование смазываемых сборочных единиц	Количество смазываемых сборочных единиц	Способ  смазки	Кол-во смазоч. механ.	Размер подсоединяемых отверстий
1	Главный привод 1. Редуктор 2. Кардан	5 5	жид. заливная густ. ручная	20 л.  0,56 кг.	ТРГ 1/8"	3
2	Гайка механизма  перестановки СПМ	1	густ. централ.	0,2 кг	КТр 1/4"	1
3	Машина  сортоправильная 1. Нажимное устройство 2. Подпятник винта 3. Рабочий ролик 4. Направляющие верхних валков 5. Привод осевого перемещения	4 4 8       8	густ. централ. густ. заклад. густ. централ.   густ. централ.   густ. ручная		КТр 1/4"   КТр 1/4"       ТРГ 1/4"	15 1 3   15   3
4	Направляющие  ролики 1. Редуктор 2. Кардан 3. Направляющие   кареток 4. Подшипники винтов 5. Гайка винта 6. Ролик	4 4   2 2 4 4	жид. залив. густ. ручная.   густ. централ. густ. централ. густ. централ. густ. ручная	0,7 л. 0,18 кг.   0,2 кг 1,5 кг. 0,5 кг. 20 кг.	масленка 1-B-1   КТр 1/4" КТр 1/4" КТр 1/4" ТРГ 1/8"	2   6 6 1 1
5	Рольганг	1	густ. централ.		Ктр 1/4"	10

 

 

4. Ремонт

Профилактика (0,5 часа, просмотр и ревизия оборудования и смазки), плановый ремонт (2 раза в  месяц по 16 часов), текущий ремонт, внеплановый ремонт, аварийный ремонт, капитальный ремонт (раз в 5 лет). Периодичность и продолжительность ремонтов определяет комиссия (до 22 суток) в зависимости от объема работ. Объем работ определяет мастер.

 

5. КОНСТРУКЦИЯ И ПРИНЦИП РАБОТЫ ВЕРТИКАЛЬНОЙ РПМ

 

Крупносортные роликовые правильные машины обычно устанавливают сразу же за холодильниками прокатного стана, а при необходимости  на складах готовой продукции.

Наиболее  мощные правильные машины установлены  в цехе широкополочных балок ОАО «ЕВРАЗ HTMK», которые обеспечивают правку двутавров в обеих плоскостях. На рис. 1 показана схема машины с вертикальными консольными роликами, которая правит в плоскости большей жесткости балки от № 20 до № 100 с шириной полки до 300 мм.

Оригинальность  конструкции и технологии правки заключается в том, что обычно первые 2 ролика используются в качестве направляющих, а основная правка происходит в последних 6-ти роликах. Но когда  требуется выправить наиболее мощные балки, то ролики 5 и 6 отводят от проката и правку осуществляют роликами 1,2,3,4,7 и 8 при увеличенном шаге.

Горизонтальная  и вертикальная правильные машины по своему назначению и совместному  управлению представляют собой единый агрегат, призванный обеспечить правку балок в двух взаимно-перпендикулярных плоскостях.

При определении  основного параметра правильных машин – шага роликов – был положен в основу сравнительный анализ существующего парка машин зарубежных универсальных балочных станов и машин, эксплуатирующихся на отечественных рельсобалочных станах с учетом выправляемого на них сортамента профилей.

В соответствии с указанным анализом для настоящего стана были приняты машины с постоянным двойным шагом роликов разным для:

горизонтальной  машины t = 1600/3200 мм

и вертикальной машины t = 2000/4000 мм.

Для обеспечения  перехода с одного шага роликов на другой предусмотрена специальная  схема расстановки роликов, при  которой верхний ряд роликов  смещен относительно нижнего ряда на величину большую половины шага.

В результате такой компоновки роликов переход  с меньшего шага правки на больший  осуществляется простым исключением  из работы одной пары роликов в  блоке малого шага.

Увеличением параметров машин поставлена задача в максимальной степени расширить  диапазон выправляемых профилей с целью  исключения малопроизводительной правки балок на прессах.